第二节燕电偶温度传器 温差热电偶(简称热电偶)是目前温度测量中使用最 普遍的传感元件之一。它除具有结构简单,测量范围 宽、准确度高、热惯性小,输出信号为电信号便于远 传或信号转换等优点外,还能用来测量流体的温度、 测量固体以及固体壁面的温度。微型热电偶还可用于 快速及动态温度的测量。 ★热电偶的工作原理 ★热电偶回路的性质 ★热电偶的常用材料与结构 ★冷端处理及补偿 ★热电偶的选择、安装使用和校验
温差热电偶（简称热电偶）是目前温度测量中使用最 普遍的传感元件之一。它除具有结构简单，测量范围 宽、准确度高、热惯性小，输出信号为电信号便于远 传或信号转换等优点外，还能用来测量流体的温度、 测量固体以及固体壁面的温度。微型热电偶还可用于 快速及动态温度的测量。 第二节 热电偶温度传感器 ★热电偶的工作原理 ★热电偶回路的性质 ★热电偶的常用材料与结构 ★冷端处理及补偿 ★热电偶的选择、安装使用和校验
热电偶的工作原理 两种不同的导体或半导体A和B组合成如图所示 闭合回路,若导体A和B的连接处温度不同(设 1>),则在此闭合回路中就有电流产生,也 就是说回路中有电动势存在,这种现象叫做热 电效应。这种现象早在1821年首先由西拜克 (See-back)发现,所以又称西拜克效应。 回路中所产生的电 动势,叫热电势。 热电势由两部分组 热端 冷端 成,即温差电势和 热电偶原理图 接触电势
两种不同的导体或半导体A和B组合成如图所示 闭合回路，若导体A和B的连接处温度不同（设 T＞T0），则在此闭合回路中就有电流产生，也 就是说回路中有电动势存在，这种现象叫做热 电效应。这种现象早在1821年首先由西拜克 （See－back）发现,所以又称西拜克效应。 一、热电偶的工作原理 回路中所产生的电 动势，叫热电势。 热电势由两部分组 成，即温差电势和 接触电势。 热端 冷端
1.接触电势 A B O④十⊙④Q ⊙西⊙十 T AB(T) 接触电势原理图 kT N AB N eAB(T)—导体A、B结点在温度T时形成的接触电动势; e单位电荷,e=1.6×1019C; k波尔兹曼常数,k=1.38×1023J/K 导体A、B在温度为T时的电子密度 接触电势的大小与温度高低及导体中的电子密度有关
1. 接触电势 + A B T eAB(T) - B A AB N N e kT e (T) = ln eAB(T)——导体A、B结点在温度T 时形成的接触电动势； e——单位电荷， e =1.6×10-19C； k——波尔兹曼常数， k =1.38×10-23 J/K； NA、NB ——导体A、B在温度为T 时的电子密度。 接触电势的大小与温度高低及导体中的电子密度有关
2.温差电势 AeA(t, To) 温差电势原理图 e,(,To)=LodT eA(T,T)导体A两端温度为7、T时形成的温差电动势; T,T高低端的绝对温度 汤姆逊系数,表示导体A两端的温度差为1℃时所产生的温 差电动势,例如在0℃时,铜的σ=2μV℃
A eA(T,To ) To T eA (T，T0 )——导体A两端温度为T、T0时形成的温差电动势； T，T0——高低端的绝对温度； σA——汤姆逊系数，表示导体A两端的温度差为1℃时所产生的温 差电动势，例如在0℃时，铜的σ =2μV/℃。 2. 温差电势 e T T dT T T A = A 0 ( , ) 0 温差电势原理图
3.回路总电势 由导体材料A、B组成的闭合回路,其接点温度分别为T 72如果7>7,则必存在着两个接触电势和两个温差电 势,回路总电势 EAB(T,7)=eAB()-eAB(10)-eA(T,70)+eg(7,70) kT In AT kT 4+(-a4+BMT N BT BTO NAT、NAm导体A在结点温度为T和T时的电子密度; BTY BTO 导体B在结点温度为T和T时的电子密度; 04、O导体A和B的汤姆逊系数 eA(T, To A AB AB T B eBT, To)
由导体材料A、B组成的闭合回路，其接点温度分别为T、 T0 ,如果T＞T0，则必存在着两个接触电势和两个温差电 势，回路总电势： = − BT AT N N e kT ln + 0 0 ln 0 BT AT N N e kT dT T T − A + B 0 ( ) 3. 回路总电势 ( , ) ( ) ( ) ( , ) ( , ) 0 0 0 T T0 E T T e T e T e T T e AB = AB − AB − A + B NAT、NAT0——导体A在结点温度为T和T0时的电子密度； NBT、NBT0——导体B在结点温度为T和T0时的电子密度； σA 、 σB——导体A和B的汤姆逊系数